CN111252067A - 一种自动驾驶的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动驾驶的控制方法，包括如下步骤：步骤S1，获取自车的当前车速和横摆角速度；步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头；步骤S3，如果自车在拐弯或掉头，则根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限，然后执行步骤S4；如果自车不在拐弯或掉头，则按当前状态继续行驶，不执行步骤S4；步骤S4，判断自车是否有跟驰的目标前车；步骤S5，如果自车没有跟驰的目标前车，则比较自车的当前巡航速度和所述舒适速度上限，取其小者为新的当前巡航速度；如果自车有跟驰的目标前车，则根据跟驰策略控制自车。本发明控制方法能够提高自动驾驶的安全性。

Description

一种自动驾驶的控制方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及在拐弯或掉头等大幅度转向时自适应巡航速度的控制方法。

背景技术

自适应巡航是目前比较成熟的自动驾驶辅助技术，但是能支持的场景是有限的。在没有车道线的十字路口上，自车在跟驰目标前车左转或者右转到90°的方向上去时，或者左转掉头驶向反向路段上时，如果驾驶员不加接管，由于自车前面的感测器视角有限，在车身横摆角速度较大时可能会出现目标前车已驶出感测器视野的情况，此时自适应巡航系统会控制自车突然加速，引发驾驶员心理恐慌，甚至造成碰擦等事故，安全性较低。

发明内容

鉴于目前现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种安全性较高的自动驾驶的控制方法。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种自动驾驶的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤S1，获取自车的当前车速和横摆角速度；

步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头；

步骤S3，如果自车在拐弯或掉头，则根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限，然后执行步骤S4；如果自车不在拐弯或掉头，则按当前状态继续行驶，不执行步骤S4；

步骤S4，判断自车是否有跟驰的目标前车；

步骤S5，如果自车没有跟驰的目标前车，则比较自车的当前巡航速度和所述舒适速度上限，取其小者为新的巡航速度；如果自车有跟驰的目标前车，则根据跟驰策略控制自车。

进一步，所述步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，包括：

判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

进一步，所述步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，包括：

判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否持续增大且均大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

进一步，所述步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，包括：

判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否连续多个周期均大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

进一步，所述预设阀值为10°每秒。

进一步所述步骤S3中，根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限，包括：

公式一，车辆转弯半径=所述自车的当前车速/所述自车的横摆角速度；

公式二，所述舒适速度上限=（所述车辆转弯半径*所述最大允许横向加速度）的算术平方根，所述最大允许横向加速度根据所述自车的当前车速以及预设的车速与最大允许横向加速度关系曲线查询获得。

进一步，所述步骤S4，判断自车是否有跟驰的目标前车，是根据设置于自车前部的感测器获得的前车数据进行判断，当所述感测器检测到自车行驶方向的前方有车辆时，则将所述前方车辆作为自车跟驰的目标前车，否则，自车没有跟驰的目标前车。

进一步，所述感测器包括摄像头和/或前向固态激光雷达和/或毫米波雷达和信息处理单元，所述摄像头拍摄前方车辆的图像，所述前向固态激光雷达或毫米波雷达获取前方车辆的点云数据，所述图像和/或点云数据发送到所述信息处理单元计算出所述前车数据。

进一步，所述步骤S5中，根据跟驰策略控制自车，包括：

根据所述目标前车的速度控制自车的速度，以保持稳定跟车距离。

本发明上述自动驾驶的控制方法，首先，获取自车的当前车速和横摆角速度；其次，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头；然后，如果自车在拐弯或掉头，则根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限；接着，判断自车是否有跟驰的目标前车；最后如果自车没有跟驰的目标前车，则比较自车的当前巡航速度和所述舒适速度上限，取其小者来作为新的巡航速度然后进一步控制自车的当前车速。确保车辆在大幅度转弯过程中，不会突然加速，提高了行驶的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施方式一种自动驾驶的控制方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例所示所述的车速与最大允许横向加速度关系曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1所示，本发明一实施方式一种自动驾驶的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤S1，获取自车的当前车速和横摆角速度；

步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头；

步骤S3，如果自车在拐弯或掉头，则根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限，然后执行步骤S4；如果自车不在拐弯或掉头，则按当前状态继续行驶，不执行步骤S4；

步骤S4，判断自车是否有跟驰的目标前车；

步骤S5，如果自车没有跟驰的目标前车，则比较自车的当前巡航速度和所述舒适速度上限，取其小者为新的当前巡航速度；如果自车有跟驰的目标前车，则根据跟驰策略控制自车。

首先，步骤S1，获取自车的当前车速和横摆角速度，所述自车的当前车速和横摆角速度分别通过轮速传感器和横摆角传感器获得。在一具体实施例中，所述轮速传感器和横摆角传感器将获得的原始数据发送给车辆稳定系统，执行本发明所述控制方法的主控制器通过所述车辆稳定系统获取自车的当前车速和横摆角速度。所述横摆角速度，是指车辆绕垂直轴偏转的变化率。

其次，步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，具体方案可以包括：

判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

因为，在车辆一般直行过程中，横摆角速度虽然也会有波动，但是波动值一般非常小，一般在0.2°每秒以内。经过实际测量，在车辆经过转弯半径300米的弯道时，最多也是在9°每秒以下。又因，根据业内一般设计规则，横摆角速度为对应自车向左向右行驶方向的不同，会用正负值来表示。所以，在判断是否在进行大幅度转向时，需要用绝对值来进行。即，判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

上述方案中，只要自车的横摆角速度的绝对值出现一次大于预设阀值，则判定为自车在拐弯或掉头。这对于实际应用可能会出现误判。事实上，一般情况下，车辆在拐弯或掉头时，横摆角速度的绝对值会持续增大。所以，所述步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，具体方案还可以包括：判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否持续增大且均大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头 。

但是，这个方案的判定要求比较严格，横摆角速度的绝对值需要持续增大才会被判定为自车在拐弯或掉头，这对于实际应用可能会出现漏判。因为，车辆实际的行驶过程往往千差万别，横摆角速度的绝对值也可能不是一直持续增大，而是先大后小，或者中间小前后大，甚至可能会因为一开始拐弯方向打得太多而中间回打方向以对拐弯方向进行修正。所以，所述步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，具体方案还可以包括：判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否连续多个周期均大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

上述各方案中，在一具体实施例中，所述预设阀值均为10°每秒。

然后，步骤S3，如果根据横摆角速度判断出自车在拐弯或掉头，则根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限，否则，按当前状态继续行驶。因为，在自动驾驶领域，自适应巡航已相对比较成熟，车辆在实际行驶过程中，往往更多是沿直线行驶，此时无论是否有目标前车，车辆均可以按照实际情况实时设定合适的巡航速度安全行驶。所以，当判断出自车不在拐弯或掉头时，其本来往往就是在沿直线正常行驶，所以此时按当前状态继续行驶即可，等待下一个工作周期再从步骤S1开始。而当判断出自车在拐弯或掉头时，则需要加以特别控制，以让车辆行驶得更安全。此即本发明所主要针对的技术问题，所谓的特别控制包括先根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限。

其中，根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限，包括：

公式一，车辆转弯半径=所述自车的当前车速/所述自车的横摆角速度；

公式二，所述舒适速度上限=（所述车辆转弯半径*所述最大允许横向加速度）的算术平方根，所述最大允许横向加速度根据所述自车的当前车速以及预设的车速与最大允许横向加速度关系曲线查询获得。

因为，车辆在拐弯或掉头时，可视为在做圆周运动。所以，根据速度=半径*角速度的关系，可以先根据公式一计算出车辆转弯半径。

然后，根据切向速度的平方=半径*径向加速度的关系，当径向加速度取最大值，即最大允许横向加速度，则可根据公式二计算出切向速度的最大值，即所述舒适速度上限。其中，所述最大允许横向加速度，是指车辆在做圆周运动时，横向加速度的最大值，超过这个最大值则车辆会在离心力的作用下被甩出去。所述最大允许横向加速度通过实验预先测得，其与车辆圆周运动时的不同切向速度（即车辆当前车速）有不同对应关系，且为安全起见，往往设置得比实际测得值要略小些。然后，把不同的车速值与对应的最大允许横向加速度值做成一个关系曲线，图2所示为一具体实施例中，所述的车速与最大允许横向加速度关系曲线图。在公式二计算时，根据自车的当前车速，从所述的车速与最大允许横向加速度关系曲线中查询到相应的最大允许横向加速度值，然后代入公式二中进行计算，计算出此时的舒适速度上限。

接着，步骤S4，计算出舒适速度上限后，则要判断自车是否有跟驰的目标前车。因为，如果自车有跟驰的目标前车，则自适应巡航系统会根据目标前车控制自车安全行驶，此时并不需要加以特别控制。而当自车没有跟驰的目标前车时，现有自适应巡航系统会控制自车加速，这会对自动驾驶带来安全隐患。本发明即针对于此问题提出解决方案。其中，所述步骤S4，判断自车是否有跟驰的目标前车，是根据设置于自车前部的感测器获得的前车数据进行判断，当所述感测器检测到自车行驶方向的前方有车辆时，则将所述前方车辆作为自车跟驰的目标前车，否则，自车没有跟驰的目标前车。

所述感测器包括摄像头和/或前向固态激光雷达和/或毫米波雷达和信息处理单元，所述摄像头拍摄前方车辆的图像，所述前向固态激光雷达或毫米波雷达获取前方车辆的点云数据，所述图像和/或点云数据发送到所述信息处理单元计算出所述前车数据。

最后，步骤S5，当自车没有跟驰的目标前车时，则比较此时自车的当前巡航速度与所述舒适速度上限，取其小者为新的巡航速度。自适应巡航系统根据新的巡航速度对自车的当前车速进行控制，如此，大幅度转弯过程中，自车就不会突然加速，行驶的安全性提高了。而且，如前所述，所述舒适速度上限是根据所述自车的当前车速所对应的最大允许横向加速度计算所得，而所述最大允许横向加速度在预先测量取得时，为了安全起见，往往比当时的车速对应所测得横向加速度要小，所以现在根据公式二计算出的舒适速度上限往往比所述自车的当前车速要小，此时取其小者来作为新的巡航速度，然后进一步控制自车的当前车速，可以进一步确保自车不会突然加速，很好的提升了自动驾驶的安全性。

另外，如果自车有跟驰的目标前车，根据跟驰策略控制自车，包括：根据所述目标前车的速度控制自车的速度，以保持稳定跟车距离。

本发明自动驾驶的控制方法，首先，获取自车的当前车速和横摆角速度；其次，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头；然后，如果自车在拐弯或掉头，则根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限；接着，判断自车是否有跟驰的目标前车；最后如果自车没有跟驰的目标前车，则比较自车的当前巡航速度和所述舒适速度上限，取其小者来作为新的巡航速度然后进一步控制自车的当前车速。确保车辆在大幅度转弯过程中，不会突然加速，提高了行驶的安全性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤S1，获取自车的当前车速和横摆角速度；

步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头；

步骤S3，如果自车在拐弯或掉头，则根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限，然后执行步骤S4；如果自车不在拐弯或掉头，则按当前状态继续行驶，不执行步骤S4；

步骤S4，判断自车是否有跟驰的目标前车；

步骤S5，如果自车没有跟驰的目标前车，则比较自车的当前巡航速度和所述舒适速度上限，取其小者为新的当前巡航速度；如果自车有跟驰的目标前车，则根据跟驰策略控制自车。

2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，包括：

判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，包括：

判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否持续增大且均大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述步骤S2，根据所述自车的横摆角速度判断自车是否在拐弯或掉头，包括：

判断所述自车的横摆角速度的绝对值是否连续多个周期均大于预设阀值，如果是，则所述自车在拐弯或掉头，否则，所述自车不在拐弯或掉头。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述预设阀值为10°每秒。

6.根据权利要求1所述的一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据所述自车的当前车速以及预设的最大允许横向加速度计算舒适速度上限，包括：

公式一，车辆转弯半径=所述自车的当前车速/所述自车的横摆角速度；

公式二，所述舒适速度上限=（所述车辆转弯半径*所述最大允许横向加速度）的算术平方根，所述最大允许横向加速度根据所述自车的当前车速以及预设的车速与最大允许横向加速度关系曲线查询获得。

7.根据权利要求1所述的一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述步骤S4，判断自车是否有跟驰的目标前车，是根据设置于自车前部的感测器获得的前车数据进行判断，当所述感测器检测到自车行驶方向的前方有车辆时，则将所述前方车辆作为自车跟驰的目标前车，否则，自车没有跟驰的目标前车。

8.根据权利要求7所述的一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述感测器包括摄像头和/或前向固态激光雷达和/或毫米波雷达和信息处理单元，所述摄像头拍摄前方车辆的图像，所述前向固态激光雷达或毫米波雷达获取前方车辆的点云数据，所述图像和/或点云数据发送到所述信息处理单元计算出所述前车数据。

9.根据权利要求1所述的一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据跟驰策略控制自车，包括：

根据所述目标前车的速度控制自车的速度，以保持稳定跟车距离。

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